MATLAB实验三

1、实验课程名称：?数学软件与数学实验? 实验工程名称实验三：Matlab的绘图功能实验成绩实 验 者王宗德专业班级数学1504组 别同组者实验日期16年4月一、预习要求1 实验前，学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容，明确实验目的、要求；2 复习与实验内容有关的理论知识。二、实验目的 1. 了解MATLAB的图形窗口及其根本操作。 2. 掌握MATLAB绘制二维平面图形的命令。 3. 掌握MATLAB绘制三维立体图形的命令。 4. 了解一些常用绘图命令及绘图标注。三、实验课时： 2课时四、实验原理 1. 二维根本绘图函数plot 调用格式：plot(x, y, s) 说明：x，y是向量，表示用于

2、描绘曲线的点的横坐标和纵坐标，s表示用于指定描绘黄线的线形及曲线的颜色。 plot(x1, y1, s, x2, y2, s, xn, yn, s)可以在同一个坐标系内画多条曲线。 s可以指定的线型及颜色可以由下表给出。线型/颜色标识符线型/颜色标识符线型/颜色标识符实线-星号*六角星h点:方形S蓝色b点画线-.菱形d绿色g虚线-下三角v青色r点.上三角洋红色m圆圈o左三角<黄色yx形状x右三角>黑色k加号+五角星p白色w2. 符号函数显函数、隐函数和参数方程 (1) ezplot 调用格式：ezplot(f(x),a,b) 说明：表示在a<x<b区间内绘制显函数f =

3、 f(x)的函数图 调用格式：ezplot(f(x,y), xmin, xmax, ymin, ymax ) 说明：表示在区间xmin<x<xmax和ymin<y<ymax上绘制隐函数f(x,y) = 0的函数图像。 调用格式：ezplot(x(t), y(t) ,tmin, tmax) 说明：表示在区间tmin<t<tmax上绘制参数方程x = x(t)，y = y(t)的函数图像。 (2) fplot 调用格式：fplot(fun, lims) 说明：表示绘制字符串fun指定的函数在lims=xmin,xmax的图形. 注意：1 fun必须是M文件的函数

4、名或是独立变量为x的字符串. 2 fplot函数不能画参数方程和隐函数图形，但在一个图上可以画多个图形。 3. 极坐标系下的作图polar 调用格式：polar(theta, r, s) 说明：theata，r是向量，表示用于描绘曲线的点的极角和极径，s表示用于指定描绘黄线的线形及曲线的颜色。 4. 空间曲线函数plot3 调用格式：plot3(x, y, z, s) 说明：x，y, z是向量，表示用于描绘曲线的点的在x上的坐标、y轴上的坐标及z上的坐标，s表示用于指定描绘黄线的线形及曲线的颜色。 plot3(x1, y1, z1, s, x2, y2, z2, s, xn, yn, zn,

5、s)可以在同一个坐标系内画多条曲线。 5. 空间曲面 (1) 空间网线图mesh 调用格式：mesh(X,Y,Z,C) 说明：X, Y, Z, C是三个同维矩阵，分别表示网线图上样本点在三条坐标轴上的坐标，以及用以绘图的颜色，当缺省C时，C = Z . (2) 空间曲面图surf 调用格式：surf(X,Y,Z,C) 说明：X, Y, Z, C是三个同维矩阵，分别表示网线图上样本点在三条坐标轴上的坐标，以及用以绘图的颜色，当缺省C时，C = Z .6. 图形标注及控制 grid on 显示栅格 grid off 取消栅格 xlabel 在当前图形的x轴上加文字标注 ylabel 在当前图形的y

6、轴上加文字标注 zlabel 在当前图形的z轴上加文字标注 hold on 保持当前图形，以便继续画图到当前图上 hold off 释放当前图形 axis 设置坐标属性 legend 标注曲线 subplot 设置在同一窗口画多幅图 view 设置视角 title 设置图形的标题 text 在指定位置添加文字 colormap 设置当前图形的色图五、课堂演示1. 画正弦曲线。MATLAB代码：x = 0:pi/100:2*pi;y = sin(x);plot(x,y) axis(0 2*pi -1 1)其中axis(0 2*pi -1 1)的作用是设置x轴坐标范围是从0到，y轴坐标是从-1到1

7、。效果图：2. 当k = 1,2,3时，在同一幅图用同时画出函数的图形。MATLAB代码：x = 0:pi/100:2*pi;y1 = sin(x);y2 = sin(2*x);y3 = sin(3*x);plot(x,y1,x,y2,x,y3)axis(0 2*pi -1 1)legend('y = sin(x)','y = sin(2x)','y = sin(3x)')注：legend的作用是对图中的不同曲线做标注效果图：以上画图的效果也可以用hold on实现：x = 0:pi/100:2*pi;y1 = sin(x);y2 = sin(2

8、*x);y3 = sin(3*x);plot(x,y1);hold on;plot(x,y2);plot(x,y3);hold off其中，hold on的作用是：在保存原图的根底上，再画新图，hold off的作用刚好相反，在默认的情况下，matlab是处于hold off的状态。请注意体会两种作图方式的区别。3. 当k = 1, 2, 3, 4时，在同一个图形窗口的不同子图里，画出函数的图形。MATLAB代码：x = 0:pi/100:2*pi;% 画第一幅子图y = exp(x).*sin(x);subplot(2,2,1);plot(x,y)title('y = exp(x)*

9、sin(x)') %画第二幅子图y = exp(x).*sin(2*x);subplot(2,2,2);plot(x,y)title('y = exp(x)*sin(2x)') %画第三幅子图y = exp(x).*sin(3*x);subplot(2,2,3);plot(x,y)title('y = exp(x)*sin(3x)') %画第四幅子图y = exp(x).*sin(4*x);subplot(2,2,4);plot(x,y)title('y = exp(x)*sin(4x)')注：title的作用是给图形写上标题效果图：4.

10、 作隐函数笛卡尔儿叶形线的图形MATLAB代码：ezplot('x3+y3-3*x*y',-2 2 -2 2)axis equal注： axis equal的作用是把纵横坐标的刻度比例一致效果图：5. 在极坐标系下画出心形线MATLAB代码：theta = 0:pi/100:2*pi;r = 2*(1+cos(theta);polar(theta,r,'r')注：参数 r 是表示用红色作图，参数与颜色之间的关系如下表所示：b 蓝色g 绿色r 红色c 青绿色m 洋红色y 黄色k 黑色效果图：5. 画出空间螺旋线的图形MATLAB代码：t = 0:pi/100:10

11、*pi;x = cos(t);y = sin(t);z = t;plot3(x,y,z)title('x = cos(t),y = sin(t) z = t')效果图：6. 画曲面的网线图MATLAB代码：x = -pi:pi/50:pi;y = x;X,Y = meshgrid(x,y);Z = sin(2*(X.2+Y.2)./(X.2+Y.2+eps);mesh(X,Y,Z)注：(1) meshgrid产生一个以向量x为行、向量y为列的矩阵(2) 分母加上eps是为了保证分母不为0效果图：7. 画出MATLAB测试函数peaks的图形MATLAB代码：X,Y,Z = pe

12、aks;surf(X,Y,Z)shading interpcolormap(cool)注：shading可使用的参数及含义如下：faceted 网络修饰，这是缺省的方式flat 去掉黑色线条，根据小方格的值确定颜色interp 颜色整体改变，根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色colormap为色图设定函数，其参数及含义如下：hsv 饱和值色图 gray 线性灰度色图 hot 暖色色图 cool 冷色色图 bone 兰色调灰色图 copper 铜色色图 pink 粉红色图 prism 光谱色图 jet 饱和值色图II flag 红、白、蓝交替色图6、 课堂练习1. 在同一坐标系中画出函数，

13、的图形，且对于不以同的曲线使用不同的线型；>> x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(2*x+3);y2=sin(3*x+2);plot(x,y1,'r-',x,y2,'g+')legend('y1=sin(2*x+3)','y2=sin(3*x+2)')>> 2. 当k分别取1, 2, 3, 4的时候，在同一个窗口的四个子图中分别画出函数，每个子图加上适当的标题；>> t = 0:pi/100:2*pi;% 画第一幅子图y = t.*sin(1*t);subplot(2,2,1);pl

14、ot(t,y)title('y = t.*sin(1*t)')%画第二幅子图y = t.*sin(2*t);subplot(2,2,2);plot(t,y)title('y = t.*sin(2*t)')%画第三幅子图y = t.*sin(3*t);subplot(2,2,3);plot(t,y)title('y = t.*sin(3*t)')%画第四幅子图y = t.*sin(4*t);subplot(2,2,4);plot(t,y)title('y = t.*sin(4*t)')>>3. 画出三个两两相切的圆假设这

15、个三个圆的方程分别是：，；>> ezplot('x2+y2=1',-7 7 -7 7);hold onezplot('(x-3)2+y2=4',-7 7 -7 7);hold onezplot('x2+(y-4)2=9',-7 7 -7 7);4. 在极坐标系下画出三叶形曲线，并尝试不同的线形和颜色；theta = 0:pi/100:2*pi;>> r=3*sin(3*theta);>> polar(theta,r,'r')theta = 0:pi/100:2*pi;r=3*sin(3*thet

16、a);polar(theta,r,'g+')5. 画出星形线的图形；>> t = 0:pi/100:10*pi;x=2*cos(t).3;>> y=2*sin(t).3;>> plot(x,y)6. 画出双纽线的图形；ezplot('(x2+y2)2=3*(x2-y2)',-3 3 -3 3)7. 画出三维曲线图：>> t=0:pi/100:2*pi;>> x=t.*cos(t);>> y=t.*sin(t);>> z=t;>> plot3(x,y,z)8. 分别用mesh和surf函数画出马鞍面9x=-pi:pi/50:pi;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);z=-X.2./4+Y.2./6.*9;mesh(X,Y,z)>> x=-pi:pi/50:pi;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);z